Conductivité Expériences scolaires
2 1 Conductivité électrique : informations de base 6 2 2 Définition de la conductivité 6 2 3 Conductivité des solutions 8 2 3 1 Ions dissous 8 2 3 2 Auto-ionisation de l'eau 10 2 4 Principe de mesure : 11 2 5 Électrode de conductivité 13 2 5 1 Cellule de conductivité à 2 pôles 14 2 5 2 Cellule de conductivité à 4 pôles 14
La conductance et la conductivité
5) La conductivité molaire ionique 5 1) définition Chaque ion dans une solution se caractérise par son volume, sa charge électrique et son état d’hydratation (dans les solutions aqueuses) Cela permet de le distinguer des autres ions présents dans la
Conductivité electrique de la solution du et d’extraits
conductivité électrique d’une solution à partir de sa composi- tion chimique, en considérant notamment la conductivité molaire équivalente des ions (Robinson et Stokes, 1970) Cependant, cette approche nécessite une analvse chimique complète de la solution ainsi ye debsnprn[y,ux,,caí-culs On pré-
Étude expérimentale de la conductivité électrique globale des
en terme de conductivité électrique globale (CEG) par la relation suivante : CEG=-= P" KK CEG = conductivité électrique globale en mmhos/ cm Pa = résistivité électrique apparente en Q/m Cette méthode permet donc de mesurer, pour chaque écartement + a ) des électrodes, une CEG
Conductivité électrique de la solution du sol et d extraits
La conductivité électrique de la solution du sol 281 Étude et Gestion des Sols, 4, 4, 1997 directement la capacité de l’électrolyte à conduire le courant électrique, propriété qui est d’autant mieux exprimée que la concentration ionique de l’electrolyte est plus élevée : la mesu-
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279
Conductivité electrique de la solution du sol
et d'extraits aqueux de sol I Application a un sol sulfate acide sale de Basse-Casamance (SenBgal)J. P. Montoroi
Centre ORSTOM d'lle-de-France - Laboratoire des Formations Superficielles - 32, Avenue Henri Varagnat, 931 43 BONDY Cedex
RÉSUMÉ
Pour éviter les inconvénients liés à l'extraction de la solution du sol au laboratoire, notamment la destruction de la structure du sol et la
forte dilution des extraits, nous avons utilisé la méthode de prélèvement de la solution du
sol à partir de capteurs in situ en céramique poreuse, placés dans la zone saturée par la nappe. Lorsqu'on ne peut pas utiliser cette méthode, la conductivité électrique de la solution du sol in situ (CE,,) est estimée à partir de valeurs deCE mesurées au laboratoire sur des extraits aqueux (extrait 115 et extrait de pâte saturée), selon une méthode de calcul pré-
sentée dans cet article. On considère une loi simple de dilution des solutions et on applique deux modèles de calcul selon que larelation liant la charge minérale dissoute (CD) d'une solution et sa conductivité électrique (CE) est linéaire (modèle linéaire) ou expo-
nentielle (modèle non linéaire). Cinfluence de la densité des solutions est prise en compte dans chaque cas.
Les calculs nécessitent la connaissance de la teneur en eau au moment où on effectue une mesure de la CE de la solution du sol, que
ce soit au laboratoireou au champ. Les deux modèles ont été testés et validés à partir de données obtenues pour un sol sulfaté acide
salé de Basse-Casamance qui présente une gamme de conductivité électrique comprise entre10 et 110 dS mmi.
Le modèle non linéaire permet une meilleure estimation de la CE,,, quelle que soit la méthode d'extraction de la solution du sol au
laboratoire. On pourra utiliser indifféremment les deux modèles dans le domaine0-30 dS m-l. Cependant, l'estimation de la CE,, pré-
sente des incertitudes qui varient selon le mode d'extraction et dont l'origine est discutée.- Pour l'extrait saturé, la CE,, est sous-estimée avec les deux modes de calcul, pour les valeurs
supérieures à 30 dS m-'. Le biais est probablement dû au mode opératoire, ce qui retirerait, en partie, à la méthode de l'extrait saturé, sa qualité de norme.- Pour l'extrait dilué, l'estimation de la CE,, est dépendante du mode de calcul. La CE,, est surestimée avec le modèle linéaire, la sur-
estimation augmentant avec la prise en compte de la densité des solutions. Le modèle non linéaire donne une estimation comparable
à celle obtepue avec l'extrait saturé.
Les limites des modèles et la validité des hypothèses initiales sont discutées. Cexpérimentalion au champ n'ayant
été réalisée qu'en
conditions saturées, l'extrapolation de la méthode d'estimation de la CE,, à la zone non saturée devra donc être envisagée avec pru- dence. Quoi qu'il ensoit, cette méthode sera transposable à d'autres vallées inondées, salées et sulfatées acides.
Mots clés
Conductivité électrique, solution du sol, capteur ((in situ)), extrait aqueux, sol sulfaté acide, sol salé, Basse-Casamance, Sénégal
.. 1 I . . . _. . . .. . -- -Fonds Documentaire ORSTOM
Cote: 0%42'-f'43 Ex: 4
Reçu : août 1996. accepte : septembre 1997
I Étude et Gestion des SO/~, 4, 4, pages : 279-298280 J-FI Montoroi
SUMMARY
ELECTRICAL CONDUCTIVITY
OF SOIL SOLUTION AND SOIL AQUEOUS EXTRACTS
Case of a saline acid sulphate soil in Lower Casamance (Senegal)To avoid the disadvantages linked to laboratory soil solution extraction, especially soil structure disturbance and high diluted extracts,
we have used the porous ceramic cup method to sample soil solution in field saturation conditions. When we cannot use this method, we have estimated the electrical conductivity of field soil solution (ECJ with EC measurements of laboratory aqueous extract(1/5 extract and saturated paste extract), according to a calculation method described in this paper.
Considering a common dilution law
of the solutions, two calculation models are applied and based on a solution electrical conductivity (EC)- dissolved mineral content (OC) relation. This relation is linear for linear model and exponential for non linear model. Solution den-
sity influence is also considered for each case.Such calculations need
to measure the water content when the soil solution is sampled. Calculated values are compared to values
measured in field with porous ceramic cups for a saline and acid sulphate soil of Lower Casamance which has an electrical conductivity range comprised from10 dS m-l to 1 i0 dS m-'.
Thenon linear model is more appropriate whatever the soil solution extract method. Both models can be applied in 0-30 dS m-l range.
However, the EC,, estimation
is dependent on laboratory extraction method.- For the saturated extract, EC,, is underestimated with both models in the EC range higher than 30 dS m-l. The deviation is probably
dueto the laboratory preparation with the soil saturation phase affer air-drying. Salts are dissolved and the ion release in solution is
dependent on contact time of water-soil. This assumption is no longer in accordance with the so-called norm of saturated extract
method,- For the 1/5 diluted extract, the EC,, estimation is dependent on model type. It is overestimated with the linear model and the deviation
increases when solution density is taken into account. The non linear model gives an EC,, estimation equivalent to saturated extract case.The model limits and the validity of initials assumptions are discussed. Although field experiment was carried out in saturated condi-
tions, EC,, estimation method must be extrapolated to unsaturated zone with caution. Nevertheless, this method is suitable to other flooded, saline and acid sulphate soils.Key- words
Electrical conductivitx soil solution, field technique, aqueous extract, acid sulphate soil, saline soil, Lower Casamance, Senegal
RESUMEN
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA
DE LA SOLUCIÓN DEL SUELO Y DE EXTRACTOS ACUOSOS DEL SUELOAplicación
a un suelo sulfatado y ácido de "Basse Casamance" - SenegalPara evitar los inconvenientes ligados a la extracción de la solución del suelo en laboratorio, a saber la destrucción de la estructura del
suelo yla fuerte dilución de los extractos, hemos usado el método de muestre0 in situ de la solución del suelo a partir de captores de
cerámica porosa, localizados en la zona saturada por el manto freático.Cuando
no se puede usar este método, la conductividad eléctrica de la solución del suelo in situ (CEss ) se estimó a partir de valores
de CE medidos en el laboratorio sobre extractos acuosos (extractos1/5 y extractos de pasta saturada), según un método de cálculo
presentado en este articulo. Se considera una ley simple de dilución de las soluciones y se aplica dos modelos de cálculo según que la
relación que liga la carga mineral disuelta (CO} de una solución y su conductividad eléctrica (CE) sea linear (modelo linear) o exponen- cial (modelo no linear). La influencia de la densidad de las soluciones se toma en cuenta cada vez.los cálculos necesitan el conocimiento de la taza en agua cuando se efectúa una medida de la CE de la solución del suelo, sea en
laboratorioo en el campo. Los dos modelos fueron probados y validados a partir de datos obtenidos para un suelo sulfatado, ácido y
salado de "Basse Casamance" que presenta una gama de conductividad eléctrica entre 10 y 110 dS m-l.
€1 modelono linear permite una mejor estimación de la CEss cualquiera que sea el método de extracción de la solución del suelo en
el laboratorio. Se podría usar indiferentemente los dos modelos en el dominio0-30 dS m-l. Sin embargo, la estimación de la CEss
presenta incertidumbres que varían según el modo de extracción y cuyo origen se discute.- Para el extracto saturado, la CEss s,e.sub@ma.cop los dos,n;odos de cálculos, para los valores superiores a 30 dSm-l. La diferencia
está seguramente debidaa/ modo opehorio, lo que quita& en parte, al método del extracto saturado su cualidad de normaia:', '' ." , ~
, .- - i .i,lllIilr\alR +*"- 1 -- '. : I \ :, .c -1 'Étude et Gestion des Sols, 4, 4, 1997
La conductivité électrique de la solution du sol 28 1- Para el extracto diluido, la estimación de la CEss es dependiente del modo de cálculo. La CEss se sobrestima con el modelo linear;
la sobrestimación aumentasi se toma en cuenta la densidad de la solución. EI modelo no linear da una estimación comparable a la
obtenida con el extracto saturado.los limites de los modelos y la validez de las hipótesis iniciales son discutidos. la investigación en el campo fue realizada ljnicamente
en condiciones saturadas, as; la extrapolación del método de estimación a la zona no saturada deberá ser considerada con prudencia. De todos modos este método podrá ser transferible a otros valles inundados, salados o sulfatados y ácidos .Pasbras claves
Conductividad eléctrica, solución del suelo, captor "in situ", extracto acuoso, suelo sulfa fado y ácido, suelo salado, "Basse